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1、5.3 单效蒸发 5.3.1 物料衡算 目的：计算蒸发水量和完成液浓度 对溶质：,5.3.2 热量衡算 目的：计算生蒸汽消耗量 (1) 热量衡算式,(2) 热量衡算式的简化 忽略溶解热、稀释热时，溶液的热焓和比热容取质量平均， 以0C为热焓基准，则有：,代入热流量公式得：,若沸点进料，忽略热损失时，,加热蒸汽消耗量：,生蒸汽的经济性（经济程度）qmw/qmv * 蒸发操作重要经济指标之一，反映蒸发操作能耗的大小; * 实际由于沸点升高和热损失，单效蒸发 qmw/qmv 0.9 。,(3) 焓浓图 溶解热、稀释热不能忽略时,用平均比热计算误差很大，此时，生蒸汽消耗量可用焓浓图计算。,5.3.3
2、蒸发器的传热面积,由蒸发器的传热方程得：,(1) 传热度温差 在蒸发器中，管外为蒸气冷凝，温度恒定为T，管内为溶液沸腾，温度也多为定值，可视为恒温差传热，故,(2) 传热系数,蒸发器的传热系数K，目前主要还是根据现场实测数据来选定。,常见蒸发器管内表面传热系数hi的经验关联：,普通自然循环蒸发器：,强制循环蒸发器：,升膜式蒸发器：,（3 ）蒸发器的生产能力和生产强度 生产能力为单位时间蒸发水分的质量，由于它主要取决于 过程的热流量，所以常又以热流量来衡量蒸发器 的生产能力 。 生产强度为单位传热面积的生产能力，以U表示单位为 kg/(h),5.3.4 溶液的沸点升高和传热温差损失 (1) 溶液
3、的沸点和温度差损失 溶液沸点 二次蒸汽饱和温度, 引起沸点升高的原因 a）溶质存在，使溶液饱和蒸汽压降低； 溶液沸点 相同压力下水沸点 ； b）维持一定液位，液柱作用使下部溶液沸点上升； 即：液柱静压头引起沸点升高 。 c）二次蒸汽从蒸发室流向冷凝器时，由于存在阻力而压力降低 使冷凝器中二次蒸汽温度低于室中二次蒸汽的温度 。,因此，溶液的沸点：,如果采用蒸发器中的二次蒸气温度，则：, 传热温差损失 溶液沸点升高，造成传热温差减小。,说明：如果采用冷凝器中的二次蒸气温度，则：,（2）溶液的沸点升高的计算 溶液蒸汽压降低引起的沸点升高 方法1：实验测定溶液的沸点 tb， 由二次蒸汽压力确定其饱和温度T。,方法2：用杜林规则求溶液的沸点。 杜林规则 ：一定浓度溶液的沸点，和相同压力下标准液体的 沸点呈线性关系，即有：,式中， tw：标准液体(一般取水)的沸点； k、m：与溶液种类、浓度有关。,杜林规则也可用图形表示,说明：由图可见，低浓度下，压力对t影响不大。 t也可按下式估算：, 液柱静压头引起的沸点升高 溶液内部沸点，按平均压力计算：, 二次蒸汽阻力损失引起的沸点升高 用冷凝器压力计算二次蒸汽温度时，需考虑。 按经验数值选取：,